重整器的制作方法

专利名称：重整器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重整器(reformer)，该重整器能够在催化氧化方法中防止从反应 部产生回火(flash back)。
背景技术：
燃料电池是将化学能直接转换成电能的高效率的发电系统，并且由于其排出很少 的污染材料所以是环境友好的。因此，燃料电池已经作为下一代的清洁能源而受到关注。

发明内容
前述是摘要，因此其必然包含简化、概括和细节的省略；因此，本领域技术人员应 当理解，摘要仅是说明性的且不旨在以任何方式限制本发明。这里所描述的方法和/或装 置和/或其他主题的其他方面、特征以及优点在这里所阐述的教导中将变得更得明显。
在本公开的一个方面中，通过在催化氧化方法中防止不期望的高温部分在反应 部中形成并通过燃料分配的改善而在反应部中形成气体时空间速度(gas hourly space velocity)，重整器被构造为防止回火。 在另一个方面中，本公开提供了具有改善的压縮性或重整器效率的重整器以及具 有该重整器的燃料电池。 另一方面，重整器包括第一反应部，具有第一腔室以及设置在第一腔室内部的第 一催化剂，第一反应部被构造为通过燃烧第一燃料来产生热；第二反应部，具有第二催化 剂，第二反应部被构造为由第一反应部加热且第二反应部进一步被构造为重整第二燃料； 以及回火防止部(flash back preventio即art)，设置在第一燃料和氧化剂流动的上游侧 (upstream side)，该回火防止部被构造为越过距第一催化剂的预定间隔来引入第一燃料 和氧化剂。 在某些实施例中，预定间隔具有例如在约5mm到约15mm之间的范围。在某些实施 例中，回火防止部的长度在回火防止部的宽度的例如约50%到约100%之间的范围内，并 且其中回火防止部的长度沿第一燃料流动的方向取向。在某些实施例中，第二催化剂的一 端设置为邻近回火防止部。 在某些实施例中，第一催化剂包括具有多个通道的第一支撑体(firstsubstrate) 以及支撑在第一支撑体中的活性材料(active material)。在某些实施例中，第一支撑体 可以包括单块(monolith)。在某些实施例中，单块具有与第一支撑体相同的截面结构和形 状。在某些实施例中，单块的截面具有蜂窝形状。在某些实施例中，单块具有螺旋形状，其 中片形第一构件和波纹状第二构件重叠地巻绕。在某些实施例中，单块的多个通道的敞开 正面区域占单块截面的范围为例如约40%到约95%。在某些实施例中，单块的单元密度在 例如每平方英寸约200个单元(cpsi)到每平方英寸约1500个单元的范围内。
在某些实施例中，第二反应部包括接触第一腔室的第二腔室以及设置在第二腔室 内部的第二支撑体，其中第二催化剂还包括第二支撑体以及支撑在第二支撑体中的活性材
4料。在某些实施例中，第二支撑体的一端位于上游侧，其中第二支撑体的该端被构造为接收 第二燃料，并且其中第二支撑体的该端设置为邻近回火防止部。在某些实施例中，第二支撑 体具有小球状(pelletsh即e)或者弹丸状(marble sh即e)。在某些实施例中，第二支撑体 包括陶瓷单块或金属单块。 在某些实施例中，第一反应部和第二反应部具有两端封闭的双管结构，该双管结 构的每个管具有用于流体运动的多个开口部。在某些实施例中，第一燃料包括选自由丁烷、 甲烷、天然气、丙烷气和柴油组成的组中的至少一种材料。在某些实施例中，第一催化剂包 括在由例如氧化铝Al^、硅石Si02或Ti02制成的支撑体中的例如PdAl203、 Ni0、 Cu0、 Ce02 和Al203、Pu、Pd和Pt及其组合。在某些实施例中，重整器还包括将第一燃料喷射到第一反 应部中的喷嘴。在某些实施例中，重整器还包括点燃供应到第一反应部的第一燃料的点火 器(igniter)。


从结合附图的以下描述及权利要求书，本发明的前述及其他的特征将变得更加明
显。应当理解，这些附图仅根据本公开示出特定的实施例，因此不应被认为对本公开的范围
进行限制；将通过采用附图用附加的特性和细节描述本公开。根据一些描述的实施例的装
置可以具有几个方面，该几个方面中没有单个一个方面是唯一对本装置的期望特性有贡献
的。在考虑这些讨论后，特别是阅读名称为"具体实施方式
"的部分之后，将理解示出的特
征如何用于解释本公开的特定原理。 图1是重整器的一个实施例的透视图； 图2是图1中的重整器的沿线II-II剖得的截面图； 图3是重整器的另一个实施例的截面图； 图4是回火防止部的一个实施例的透视图； 图5是适用于重整器的回火防止部的另一个实施例的透视图。
具体实施例方式
在下面的详细描述中，仅通过图解示出和描述了特定的示范性实施例。本领域技 术人员应当认识到，所描述的实施例可以以各种不同的方式被修改，而所有这些修改都不 脱离本公开的精神或范围。因此，附图和描述在本质上是说明性的而不是限制性的。此外， 当元件被称为在另一元件"上"时，其可以直接该元件上或者间接在该元件上，而二者之间 插设有一个或多个中间元件。而且，当元件被称为"连接到"另一元件时，其可以直接连接 到该元件或者间接连接到该元件，而二者之间插设有一个或多个中间元件。下文中，相似的 附图标记表示相似的元件。 下文中，将参照附图更详细地描述特定的实施例，使得本领域技术人员能容易地 执行和使用本公开的方案。 高温燃料电池(例如熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell)和固 态氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell)等)可以在大于约600°C的温度下工作。中 温燃料电池(例如磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell))可以在大于约200°C的 温度工作。高温燃料电池和中温燃料电池二者都已经被开发用于例如大规模发电厂或者生
5物气体厂等中。聚合物电解液燃料电池(PEFC)可以在约IO(TC或更低的温度工作，其采用 聚合物电解液膜。已经开发了 PEFC主要用作例如可移动的电源、家用电源和/或便携式电 源。PEFC系统可以包括直接使用氢气的系统。PEFC系统可以包括使用烃基燃料的基于重 整器的系统。 通常，重整器用于将烃基燃料(例如液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)以及柴 油(diesel)等)或者醇基燃料(例如丁醇(butyl alcohol)等)转变成混合有氢和一氧 化碳等的混合物。例如，与丁烷的重整反应可以在约60(TC的温度发生，与甲烷的重整反应 可以在约80(TC的温度发生。利用丁烷和蒸汽(steam)的重整反应或者利用甲烷和二氧化 碳的重整反应是吸热反应。 在被构造为使用诸如丁烷或者甲烷的烃基燃料的重整器中，需要能够提供在约
60(TC或更高的温度工作所需的热能的热源。这样的热源通常包括燃烧器。然而，利用燃烧
器通常需要最小的燃烧空间以避免直接加热。这样的构造不适于较小的重整器。 备选地，重整器可以采用利用催化氧化反应的热源。催化氧化法中的热源具有另
一个优点，即热源本身具有相对均匀的温度分布。然而，其仍可能具有缺点，即在约60(TC或
更高的高温环境下会产生从催化剂层到上游侧(燃料在该侧被引入)的回火。回火会在重
整器的燃料供应喷嘴上引起火焰，因此它会对重整器的寿命产生负面影响。 图1是根据本公开一个实施例的重整器的透视图。图2是图1中的重整器沿线
II-II的截面图。 参照图1和图2，重整器10包括外壳(housing) 20，形成至少一个腔室；第一反应 部30，设置在外壳20内部；第二反应部40，设置在外壳20内部；以及回火防止部50，设置 在外壳20内部。在图示的实施例中，外壳20形成为两端基本封闭的管状，其具有预定截面 且具有用于流体运动的多个开口部。在某些实施例中，外壳20可以由具有绝热能力的金属 或者非金属绝热材料形成。 在某些实施例中，外壳可以具有例如双管结构。在此情况下，第一外壳22具有两 侧基本封闭的管状，并具有预定的第一截面。第二外壳24具有两端基本封闭的管状，并具 有小于第一截面的第二截面，且在管的纵向方向上被第一外壳22围绕。同时，第一外壳22 的内圆周表面可以以预定距离与第二外壳24的外圆周表面间隔开，并且第二外壳24的内 圆周表面可以以预定距离与管60的外圆周表面间隔开。 在某些实施例中，管60具有基本敞开的两端，并具有第三截面，该第三截面小于 第二外壳24的第二截面。在某些实施例中，管60用作通道，该通道将从第二外壳24中的 第二反应部40产生的重整产物传输到外壳24的外部。 如图1和图2示出的实施例，在第一外壳22与第二外壳24之间的空间中，为第一 反应部30提供了第一腔室。在第二外壳24与管60之间的空间中，为第二反应部40提供 了第二腔室。如果第一反应部30和第二反应部40形成为双管结构，该双管结构具有第二 反应部40被第一反应部30围绕的形状，从而可以将从第一反应部30产生的热有效地提供 到第二反应部40。因此，可以提高重整器的热效率。 第一反应部30可以用作热源以提供第二反应部40中的重整反应中所需要的热
量。第一反应部30可以具有在约60(TC到约80(TC之间的范围内的反应温度。 本实施例的第一反应部30可以包括设置在第一腔室中的第一支撑体35以及支撑在第一支撑体35中的活性材料36。第一支撑体35可以包括具有多个通道38的单块。该 单块可以实现为陶瓷单块或者金属单块。在下文中，支撑有活性材料的第一支撑体35将通 常被称为催化剂。换言之，支撑有活性材料36的第一支撑体35可以形成第一催化剂。
第一催化剂作为氧化催化剂使第一燃料氧化从而产生热和燃烧气体(combustion gas)。第一催化剂可以通过在支撑体中支撑选自由PdAl203、Ni0、Cu0、Ce02和Al203、Pu、Pd 和Pt和/或其组合组成的组中的材料而形成，该支撑体可以由氧化铝八1203、硅石Si02和/ 或Ti02制成。此外，第一催化剂氧化和/或还原具有多个通道的支撑体使得活性材料直接 支撑在支撑体中。 此外，第一反应部30可以包括至少一个第一开口部31a以及第二开口部31b，第一 燃料和氧化剂被引入第一开口部31a中，第二开口部31b排出燃烧气体。喷嘴32可以设置 在第一开口部31a中。喷嘴32将第一燃料注入到第一反应部30里面。此外，第一反应部 30可以具有点火器(igniter) 33，其中点火器33点燃注入到第一反应部30里面的第一燃 料。 第二反应部40可以被构造为接收来自第一反应部30的热并可以被构造为重整第 二燃料以形成重整产物。在图示的本实施例中，第二反应部40包括第二催化剂42，第二催 化剂42具有支撑在支撑体中的活性材料，该支撑体以小球状或弹丸状设置在第二腔室中。 第二反应部40可以包括围绕第二催化剂42的网状结构(reticular formation) 44，用于防 止第二催化剂42损耗。在某些实施例中，第二催化剂42可以设置在第二腔室中，同时填充 在多个管状反应器中。 第二催化剂42可以通过将选自由Cu-Zn、 Ni/Al203、 Ru/Zr02、 Ru/Al203/Ru/ &0241203和/或其组合组成的组中的材料支撑在支撑物(su卯ort)中而形成，该支撑物可 以形成为小球状并可以由氧化铝八1203、硅石Si02和/或Ti02制成。 优选地，第二催化剂42的一端设置为邻近回火防止部50。这可能是回火防止部 50设置在第一反应部30的第一腔室里面以被第一燃料燃烧时产生的热加热的原因。因此， 热可以通过被加热的回火防止部50传输到第二催化剂42。通过如上所述的构造，可以改善 重整器10的热效率。 此外，第二反应部40可以包括至少一个第一开口部41a和至少一个第二开口部 41b，第二燃料和蒸汽被引入到第一开口部41a中，第二开口部41b排出通过第二燃料和蒸 汽的重整反应产生的重整产物。第二开口部41b可以连接到管60的一端，管60位于外壳 20的中心部。管60的另一端暴露到外壳20的外部。重整产物可以通过管60供应到燃料 电池堆叠等。 在上述示出的实施例中，当热从第一反应部30被供应到第二反应部40时，在诸如 丁烷的燃料利用催化氧化反应燃烧的情况下，会产生回火。然而，回火防止部50设置在第 一燃料被引入第一腔室的上游侧以防止会从第一反应部30产生的回火。
特别地，在重整器10具有双管结构的情况下，大的热点(hot spot)会从第一催化 剂的第一燃料和空气开始流入的一端产生并且回火会通过热点产生。然而，如果使用图示 实施例的回火防止部50，则这些可以被防止。 这里，回火是指这样的现象，当第一燃料和/或空气没有均匀地分散和/或供应到 第一催化剂36的整个区域而是相反地集中在第一催化剂36的特定区域上时会发生该现象使得火焰从热能集中的区域产生。通过第一燃料和空气的局部氧化反应，特定的区域会产 生火焰。然后，由此产生的火焰会由于第一燃料的流动而传播到上游侧。
优选地，图示实施例的回火防止部50具有与设置在第一反应部30内部的第一支 撑体35相同或相似的结构以更有效地防止回火。此外，回火防止部50可以设置为与第一 支撑体35相隔预定空间54。换言之，回火防止部50和第一支撑体35可以设置为具有预定 间隔"L"。间隔L通常在约5mm到约15mm之间的范围内。 如果间隔L小于约5mm，则通过回火防止部50的燃料不会平稳地分配到支撑体35 的多个通道38中而产生来自各个通道38的燃料在线速度上的差异，从而会产生回火。如 果间隔L大于约15mm，则从回火防止部50分配的燃料会再次结合使得燃料分配效果消失。 因此，如果从多个通道产生燃料线速度的差异，则因此会产生回火。 当第一催化剂的支撑体35是单块时，回火防止部50优选实现为与不支撑催化剂 状态下的单块支撑体35基本相同的单块。然而，回火防止部50可以仅在一个方向上尺寸 不同于第一催化剂的单块支撑体35。 回火防止部50适当地分配通过第一开口部31a和/或喷嘴32供应的第一燃料和 空气，并形成第一开口部31a与第一催化剂之间的气体时空间速度。因此，回火防止部50 可以防止相对高温的部分形成在一端部上并且防止从第一反应部30产生回火。下面将更 详细地描述上述的重整器10的工作过程。 如果第一燃料和空气通过喷嘴32和/或第一开口部31a被供应到第一反应部30 里面，则第一燃料和空气通过回火防止部50的多个通道52被分配而进入第一催化剂36的 多个通道38。换言之，具有多个通道52的回火防止部50的结构和形状可以与具有多个通 道38的支撑体35的结构和形状基本相同，使得流入第一反应部30的第一燃料和空气可以 在流过回火防止部50之后自然地流入支撑体35的通道38中。 引入支撑体35的通道38中的第一燃料和空气燃烧，通过第一催化剂的催化作用 而经历放热氧化反应。同时，防止从第一催化剂位于引入第一燃料的上游侧的一端产生相 对大的热点，从而不产生回火。由第一反应部30产生的热能可以提供到第二反应部40。
同时，设置在第一反应部30的第一腔室内的回火防止部50也被加热到与第一反 应部30基本相同的温度，从而与第一反应部30 —起用作向第二反应部40提供热量的热 源。由第一燃料的氧化反应产生的燃烧气体可以通过第二开口部31b排到外部。
同时，通过喷嘴23和/或另一个开口部41a流入到第二反应部40里面的第二燃料 和蒸汽在第二催化剂42的协助下进行蒸汽重整反应，第二催化剂42促进该重整反应。蒸 汽重整反应在高温气氛下分解蒸汽和烃基燃料以将它们重构为氢分子和二氧化碳。当丁烷 用作第二燃料时，蒸汽重整反应的相关关系式由下面的反应式1表示
反应式1
C4H10+8H2O g 4C02+13H2 参照反应式1，蒸汽重整反应从低能的水分子产生高能的氢分子，因此是吸热反 应。蒸汽重整反应具有氢产生量大的优点。从第二反应部40产生的重整产物通过连接到 第二开口部41b的管60排出到外部。重整产物可以包括例如氢气和二氧化碳等。
图3是根据本公开另一实施例的重整器的截面图。参照图3，重整器100包括外
8壳120，具有双管结构且形成第一腔室和第二腔室；以及第一反应部130、第二反应部140和回火防止部150，每个都设置在外壳120内部。 外壳120包括具有管形的第一外壳122，其中两侧基本封闭。第一外壳122具有预定的第一截面和预定的长度。外壳120还包括具有管形的第二外壳124，其中两端基本封闭。第二外壳124具有大于第一截面的第二截面并且第一外壳122在管的纵向方向上被第二外壳124围绕。第一外壳122可以包括至少一个第一开口部131a和至少一个第二开口部131b，第一燃料和空气被引入到至少一个第一开口部131a，至少一个第二开口部131b排出当第一燃料进行氧化反应时产生的燃烧气体。第二外壳124可以包括至少一个第一开口部141a和至少一个第二开口部141b，第二燃料和蒸汽被引入到至少一个第一开口部141a，至少一个第二开口部141b排出通过第二燃料和蒸汽的重整反应产生的重整产物。
第一反应部130可以包括由第一外壳122形成的第一腔室。第一反应部130可以包括具有多个通道138的支撑体135以及被支撑在支撑体135中的活性材料136，其中多个通道138设置在第一腔室内且沿一个方向延伸。支撑有活性材料136的支撑体135形成第一催化剂。 支撑体135可以实现为陶瓷单块或金属单块。支撑体135可以以多个通道138中的相邻通道彼此连接的方式实现以在它们的中部是流体连通的。 第一催化剂氧化和/或还原支撑体135以使支撑体135直接支撑有活性材料136。
例如，第一催化剂可以利用固相结晶法(SPC)制造以燃烧或还原均匀地包含活性金属品种
的结晶前体。作为前体，可以使用钙钛矿(preovskite)或水滑石(hydrotalcite)基的前
体。例如，含镍(Ni)的Mg-Al基HT被制备为前体，并且Mg-Al基固体溶液通过燃烧已制备
的前体产生并被还原，从而可以制造高度分散且稳定的spc-Ni/MgAl催化剂。 在某些实施例中，催化剂主要是指支撑有活性材料的支撑物。然而，催化剂可以包
括自身起到催化作用的活性材料。此外，催化剂可以包括催化剂系统(catalyst system),
该催化剂系统具有支撑物再加上支撑有活性材料的另一支撑物，使得特征几何表面面积
(specific geometric surface area)变得大于予页定尺寸(例如，100m2/g)。 第二反应部140可以包括第二腔室，第二腔室由第一外壳122的外表面和第二外
壳124的内表面形成。第二反应部140可以包括具有多个通道143的第二支撑体141以及
涂覆在第二支撑体141上的活性材料142，多个通道143设置在第二腔室内部且沿一个方向延伸。 第二支撑体141可以实现为陶瓷单块或金属单块。例如，当第一反应部130的第一支撑体135是第一金属单块时，第二反应部140的第二支撑体可以实现为围绕第一金属单块的第二金属单块。第二支撑体141可以以如下方式实现，即多个通道143中的相邻通道彼此连接以在它们的中部是流体连通的。 支撑有活性材料142的第二支撑体141可以形成第二催化剂。第二催化剂可以以如下方式实现，即活性材料涂覆在支撑体上或者活性材料通过氧化和/或还原支撑体而直接支撑在支撑体中。优选地，第二支撑体141的一端145设置为邻近回火防止部150。这可能是回火防止部150设置在第一反应部130的第一腔室内从而被第一燃料燃烧时产生的热加热的原因。因此，热量可以通过被加热的回火防止部150转移到活性材料142。通过如上所述的构造，可以改善重整器100的热效率。
在某些实施例中，在第一腔室中，回火防止部150设置在第一开口部131a与第二 支撑体135之间。回火防止部150具有由陶瓷材料或者金属材料制成的主体(body) 151。
主体151具有沿一个方向延伸的多个通道152。当第一反应部130的第一支撑体 135为金属单块时，回火防止部150的主体151优选由与第一支撑体135基本相同的单块形 成。在某些实施例中，主体151没有支撑催化剂。 此外，第一反应部130的支撑体135的一端(也就是，面对第一开口部131a的一 端)与回火防止部150设置为具有约5mm到约15mm的间隔L。利用上述回火防止部150， 通过改善第一流体分配，燃料的线速度在第一反应部130的上游侧相等，从而可以防止大 的热点在第一催化剂中形成。 图4是可用于重整器的回火防止部的透视图。参照图4，回火防止部可以包括主体 251以及沿一个方向穿透主体251的多个通道252。主体251可以通过处理圆柱型或盘型 陶瓷或金属母材料而形成沿一个方向穿透母材料的多个通道252，或者可以形成为其中设 置有多个通道252的形状。从与多个通道252延伸的方向大致正交的方向看到的截面为蜂 窝形状。此蜂窝形状是一个示例，但是主体251的截面形状可以具有三角形、四边形、六边 形、梯形或者圆形，或者任何其他合适的构造。 回火防止部250的每平方英寸的单元数(cpsi)可以具有在约200cpsi到约 1500cpsi之间的范围。在某些实施例中，多个通道252的敞开正面的面积可以在主体251 截面的约40%到约95%的范围内。如上所述的范围是考虑了在催化氧化法中设置在反应 部中的第一支撑体的单元密度而设定的。 此外，在主体251的一个方向上的长度H1可以加长到宽度方向长度加长的程度。 例如，当主体251的截面为近似圆形时，主体251的长度H1可以在宽度方向上的长度(例 如，直径)的约50%到约100%的范围内。换言之，主体251的长度H1可以被设计为被加 长预定范围，如同主体251截面的扩大范围。在预定范围内，如果长度Hl短于在宽度方向 上的长度的50%或者长于在宽度方向上的长度的100%，则回火防止部250对燃料分配或 者气体时空间速度的改善效果会不显著。 本实施例中的回火防止部250可以适合于双管结构，在该双管结构中进行氧化反 应的第一反应部围绕进行重整反应的第二反应部，类似于图3中示出的重整器的回火防止 部。而且，在第一反应部围绕第二反应部的双管结构中，本实施例的回火防止部250的主体 251可以具有修改的盘环形状，该修改的盘环形状在其中心部分具有空间，第二反应部可以 设置在该空间。 图5是可用于重整器的另一回火防止部的透视图。参照图5，根据本实施例的回火 防止部350包括由金属制成的主体351以及沿一个方向穿透主体351的多个通道352。在 某些实施例中，主体351的截面螺旋地形成。然而，这样的螺旋截面是一个示例，主体351 可以修改为具有诸如圆形或者椭圆形的对称结构。 主体351可以以如下方式制造片状的第一主体351a和波纹状的第二主体351b 螺旋巻绕地重叠，然后预定的粘合剂涂覆在第一主体35la与第二主体35lb之间以通过对 其施加热量而使两者粘着(braze)。多个通道352形成在第一主体351a与第二主体351b 之间的空间中。上述制造方法是能够简单地制造金属单块形状的回火防止部350和第一支 撑体(根据本实施例，二者用于催化氧化法的反应部)的方法，该方法具有降低制造成本并
10适于批量生产的优点。此外，如果回火防止部350利用金属单块制造，则可以获得每单位体积高的表面积、具有宽入口的正面面积以及优良的耐磨耗性等。 回火防止部350的每平方英寸的单元数(cpsi)可以具有在约200cpsi到约1500cpsi之间的范围。在某些实施例中，多个通道352的敞开正面面积可以在主体351截面的约40%到约95%。如上所述的范围是考虑到催化氧化方法中设置在反应部中的第一支撑体的单元密度而设定的。根据重整器所需的传热条件或者可传导表面区域和/或主体351的构成或形状来设计通道352的重复距离和通道352之间的壁厚，可以适当调整根据本实施例的回火防止部350的单元密度。 此外，主体351沿一个方向的长度H2可以被加长到在宽度方向上的长度加长的程度。例如，假设主体351的截面为近圆形，则主体351的长度H2可以在宽度方向上的长度(例如，直径)的约50%到约100%之间的范围内。换言之，主体351的长度H2可以被设计为在如主体351的截面加大的预定范围内加长。在预定范围内，如果长度H2短于在宽度方向上的长度的约50%或者长于在宽度方向上的长度的约100%，则回火防止部350对燃料分配或气体时空间速度的改善效果会不显著。 本实施例的回火防止部350可以设置成双管结构，在此双管结构中回火防止部350与进行催化氧化反应的第一反应部一起被进行重整反应的第二反应部围绕，此双管结构类似于第一反应部130和回火防止部150沿一个方向被第二反应部140围绕的双管结构(参见，例如图3)。 在某些实施例中，类似于图1和图2中的管60，用于传输流体的管可以设置在主体351的中心部353中。在某些实施例中，类似于图l和图2中的管60和第二反应部40，管和第二反应部可以设置在主体351的中心部353中。在某些实施例中，如同图5的实施例，中心部353可以形成得较宽使得管和第二反应部可以设置在其中。 本领域技术人员应当理解，可以在不脱离本公开范围的前提下对其进行各种修改和改变。本领域技术人员还应当理解，包括在一个实施例中的部件可以与其它的实施例互换；来自所述实施例的一个或多个部件可以包括与其它所述实施例的任何组合。例如，如这里所描述的和/或图中所示的任何各种组件可以与其他实施例组合、互换或者从其他实施例排除。关于基本上任何这里所用的复数和/或单数术语，如果对于语境和/或本申请是合适的，本领域技术人员可以将复数翻译成单数和/或将单数翻译成复数。为了清晰起见，这里可以清楚地阐述各种单数/复数变换。此外，应当理解，本公开的范围不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包括在权利要求书及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同方案。 本申请要求于2008年12月19日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No. 10-2008-0130258的优先权及权益，其全部内容在此引用以作参考。
权利要求
一种重整器，包括第一反应部，具有第一腔室以及设置在所述第一腔室内部的第一催化剂，所述第一反应部被构造为通过燃烧第一燃料来产生热；第二反应部，具有第二催化剂，所述第二反应部被构造为被所述第一反应部加热并且所述第二反应部还构造为重整第二燃料；以及回火防止部，设置在所述第一燃料和氧化剂流动的上游侧，所述回火防止部被构造为越过距所述第一催化剂的预定间隔来引入所述第一燃料和所述氧化剂。
2. 根据权利要求1所述的重整器，其中所述预定间隔具有在约5mm到约15mm之间的范围。
3. 根据权利要求1所述的重整器，其中所述回火防止部的长度在所述回火防止部的宽 度的约50%到约100%之间的范围内，并且其中所述回火防止部的长度沿所述第一燃料流 动的方向取向。
4. 根据权利要求1所述的重整器，其中所述第二催化剂的一端设置为邻近所述回火防 止部。
5. 根据权利要求1所述的重整器，其中所述第一催化剂包括具有多个通道的第一支撑 体以及支撑在所述第一支撑体中的活性材料。
6. 根据权利要求5所述的重整器，其中所述第一支撑体包括单块。
7. 根据权利要求6所述的重整器，其中所述单块具有与所述第一支撑体相同的截面结 构和形状。
8. 根据权利要求7所述的重整器，其中所述单块的截面具有蜂窝形状。
9. 根据权利要求7所述的重整器，其中所述单块具有螺旋形状，其中片状的第一构件 和波纹状的第二构件重叠地巻绕。
10. 根据权利要求7所述的重整器，其中所述单块的多个通道的敞开正面面积在所述 单块的截面的约40%到约95%之间的范围内。
11. 根据权利要求7所述的重整器，其中所述单块的单元密度在每平方英寸约200个单 元到每平方英寸约1500个单元之间的范围内。
12. 根据权利要求1所述的重整器，其中所述第二反应部包括接触所述第一腔室的第 二腔室以及设置在所述第二腔室内部的第二支撑体，并且其中所述第二催化剂还包括第二 支撑体以及支撑在所述第二支撑体中的活性材料。
13. 根据权利要求12所述的重整器，其中所述第二支撑体的一端位于上游侧，其中所 述第二支撑体的该端被构造为接收所述第二燃料，并且其中所述第二支撑体的该端设置为 邻近所述回火防止部。
14. 根据权利要求12所述的重整器，其中所述第二支撑体具有小球状或者弹丸状。
15. 根据权利要求12所述的重整器，其中所述第二支撑体包括陶瓷单块或金属单块。
16. 根据权利要求1所述的重整器，其中所述第一反应部和所述第二反应部具有两端 封闭的双管结构，所述双管结构中的每个管具有用于流体运动的多个开口部。
17. 根据权利要求1所述的重整器，其中所述第一燃料包括选自由丁烷、甲烷、天然气、 丙烷气和柴油组成的组中的至少一种材料。
18. 根据权利要求1所述的重整器，其中所述第一催化剂包括在由氧化铝八1203、硅石Si02或Ti02制成的支撑体中的选自由PdAl203、 Ni0、 CuO、 Ce02和A1203、 Pu、 Pd和Pt及其组 合组成的组中的材料。
19. 根据权利要求1所述的重整器，还包括将所述第一燃料喷射到所述第一反应部中 的喷嘴。
20. 根据权利要求1所述的重整器，还包括点燃供应到所述第一反应部的所述第一燃 料的点火器。
全文摘要
本发明提供一种重整器。该重整器可以构造为防止在催化氧化反应中从反应部产生回火。重整器可以包括第一反应部，具有第一腔室和设置在第一腔室内的第一催化剂，该第一反应部被构造为通过燃烧第一燃料产生热。重整器可以包括第二反应部，具有第二催化剂，第二反应部被构造为由第一反应部加热且第二反应部进一步被构造为重整第二燃料。重整器可以包括回火防止部，设置在第一燃料和空气流动的上游侧，该回火防止部被构造为越过距第一催化剂的预定间隔来引入第一燃料和空气。
文档编号H01M8/06GK101746725SQ20091026084
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月21日 优先权日2008年12月19日
发明者孙寅赫, 安镇九, 李圣哲, 申又澈 申请人:三星Sdi株式会社